(57)【要約】  本発明は、所定の間隔で配置された複数のセル；及び前記セル同士の間でセルと面接触するように配置されてセルの体積膨張を吸収する緩衝パッド；を含み、前記緩衝パッドは、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とするセルアセンブリに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数のセル；及び
前記セル同士の間でセルと面接触するように配置されてセルの体積膨張を吸収する緩衝パッド；を含み、
前記緩衝パッドは、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とするセルアセンブリ。
【請求項２】
前記緩衝パッドは、少なくとも前記セルの平面部の面積以上の面積を有する板状体からなり、
前記緩衝パッドの扁平な部分が前記セルの平面部と面接触することを特徴とする請求項１に記載のセルアセンブリ。
【請求項３】
前記緩衝パッドの平面部の面積は、前記セルの平面部の面積の１０５％未満であることを特徴とする請求項１に記載のセルアセンブリ。
【請求項４】
前記緩衝パッドの両端面は、セルの外部フレームに接触していることを特徴とする請求項３に記載のセルアセンブリ。
【請求項５】
前記緩衝パッドの厚さは、前記セルの体積膨張率の１２０％〜２５０％であることを特徴とする請求項４に記載のセルアセンブリ。
【請求項６】
前記緩衝パッドの熱伝導率は、１．５〜１．６Ｗ／ｍＫであることを特徴とする請求項５に記載のセルアセンブリ。
【請求項７】
前記緩衝パッドは、ポリジメチルシロキサン材質からなることを特徴とする請求項１に記載のセルアセンブリ。
【請求項８】
前記緩衝パッドは、ＵＬ９４ Ｖ−１以上等級の不（難）燃性素材であって、且つ、１０ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁性素材からなり、
ストレイン２０〜６０％の区間でＣＦＤ（Compression Force Deflection）が２０〜１００ｋＰａであることを特徴とする請求項１に記載のセルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルアセンブリに関し、より詳しくは、セルの体積膨張を吸収するための緩衝部材の構造が改善されたセルアセンブリに関する。
本出願は、２０１６年３月３日出願の韓国特許出願第１０−２０１６−００２５７５９号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池は複数の単位セルが連結されて１つのパックを構成して、自動車バッテリーや電力貯蔵装置などのように高エネルギーを要する分野に広く適用される。
【０００３】
しかし、複数の単位セルからなるセルアセンブリは、過充電されると、発熱とともに膨れ（swelling）が発生して、モジュールの外側に盛り上がるように膨張する変形が生じ得る。
【０００４】
このようなセルの体積膨張などを吸収するため、セル同士の間には緩衝作用をする所定形状の緩衝パッドが設けられる。このような従来の緩衝パッドは、パッドを通じた熱の循環または排出が困難であるという問題があるため、パック内部に放熱機能を有する部品を別に設けることが一般的である。
【０００５】
しかし、上記のように放熱役割をする部品と緩衝役割をする部品をそれぞれ別に設ければ、限定された電池パックの内部で部品が多くの空間を占めるようになるため、非常に効率が低い。
【０００６】
代案として、特許文献１には、セルの扁平な面上にダンピング素子が弾性手段（クッション）として設けられ、ダンピング素子が良好な熱伝導性も有するエネルギー貯蔵装置が開示されている。
【０００７】
しかし、セルに取り付けられて衝撃を吸収する部材に熱伝導性を与える従来の構成では、効率的な熱伝達のための具体的な提案がなされておらず、それに対する対策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国特許公開第２０１４−００２７９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、熱循環及び放熱をする部品と緩衝をする部品とを１つに構成して内部空間効率を高めることができるセルアセンブリを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、セル同士の間に介在されて緩衝機能とともに高効率の熱伝達機能を提供できるように緩衝パッドの構造及び物性が改善されたセルアセンブリを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、所定の間隔で配置された複数のセル；及び前記セル同士の間でセルと面接触するように配置されてセルの体積膨張を吸収する緩衝パッド；を含み、前記緩衝パッドは、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とするセルアセンブリを提供する。
【００１２】
前記緩衝パッドは、少なくとも前記セルの平面部の面積以上の面積を有する板状体からなり、前記緩衝パッドの扁平な部分が前記セルの平面部と面接触することが望ましい。
前記緩衝パッドの両端面は、セルの外部フレームに接触することが望ましい。
前記緩衝パッドの平面部の面積は、前記セルの平面部の面積の１０５％未満であることが望ましい。
前記緩衝パッドの厚さは、前記セルの体積膨張率の１２０％〜２５０％であることが望ましい。
前記緩衝パッドの熱伝導率は、１．５〜１．６Ｗ／ｍＫであることが望ましい。
前記緩衝パッドは、ポリジメチルシロキサン材質からなることが望ましい。
前記緩衝パッドは、ＵＬ９４ Ｖ−１以上等級の不（難）燃性素材であって、且つ、１０ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁性素材からなり、ストレイン（strain）２０〜６０％の区間でＣＦＤ（Compression Force Deflection）が２０〜１００ｋＰａであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、緩衝パッドにセルの熱を循環及び放出できる高い熱伝導性を付与して、セルアセンブリの内部空間を効率的に利用することができる。
また、緩衝パッドとセルとの平面部分が互いに実質的に一致するように面接触することで、セルの体積膨張を効果的に吸収して、熱伝導率が最適化され、高効率の熱伝達機能を提供することができる。
【００１４】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の望ましい実施例によるセルアセンブリの主要構成を示した分離斜視図である。
【図２】図１の結合正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の望ましい実施例によるセルアセンブリの主要構成を示した分離斜視図であり、図２は図１の結合正面図である。
図１及び図２を参照すれば、本発明の望ましい実施例によるセルアセンブリは、複数のセル１００、及びセル１００同士の間に介在されて１つの部品で緩衝機能と熱伝達機能を共に提供する緩衝パッド１１０を含む。
【００１７】
セルアセンブリを構成するそれぞれのセル１００としては、例えばパウチ型二次電池のように全体的に方形であって、薄い板状の本体を有する電池が採用される。セル１００の長さ方向の両端には電極リード１０１が突設される。望ましくは、複数のセル１００は一方向に配列されて実質的に積層構造を成す。
【００１８】
緩衝パッド１１０はセル１００同士の間毎に介在され、セル１００と面接触するように配置される。緩衝パッド１１０は、少なくともセル１００の平面部の面積以上の面積を有する板状体からなり、扁平な部分がセル１００の平面部と面接触する。緩衝パッド１１０は、セル１００の体積膨張などによって衝撃が加えられるとき、それを吸収できる弾性を有するフォーム（foam）素材からなることが望ましい。より具体的に、各緩衝パッド１１０の平面部は、各セル１００の平面部の長さ方向ではセル１００の長さと同一であるが、セル１００の平面部の高さ方向ではより大きく形成され、その面積がセル１００の平面部の面積に比べて１０５％未満の範囲で大きいことが望ましい。このような構成によれば、セル１００に体積膨張が生じても安定的に十分な面接触状態を維持しながら衝撃を吸収し、それと同時に高温の熱を効率的に外部フレーム１２０に伝達することができる。ここで、緩衝パッド１１０の平面部の面積がセル１００の平面部の１０５％以上であれば、セル１００の周縁と外部フレーム１２０との間の間隔が大き過ぎて空間活用の面で不利であり、後述するセル１００の最適厚さ範囲で緩衝パッド１１０が十分な剛性を保持できない問題がある。
【００１９】
緩衝パッド１１０の幅方向の両端面はセル１００を支持する所定形状の外部フレーム１２０に接触する。このような構成によれば、セル１００から発生する熱は、セル１００と面接触している緩衝パッド１１０の平面部を通じて迅速に伝導された後、緩衝パッド１１０の周縁の両端面を通じて外部フレーム１２０に排出可能になる。
【００２０】
緩衝パッド１１０の厚さｔは、セル１００の体積膨張率の１２０％〜２５０％の比率を有することが望ましい。前記厚さｔの比率が１２０％より小さい場合は、緩衝パッド１１０の幅方向の両端面と外部フレーム１２０との間が十分接合されず、外部フレーム１２０への熱伝達速度が遅く、セル１００の体積膨張などによって衝撃が加えられるときの吸収性能が良くない短所がある。前記厚さｔの比率が２５０％を超えれば、緩衝パッド１１０が占める空間が大き過ぎて空間活用の面で不利であり、上述した緩衝パッド１１０の最適面積範囲で緩衝パッド１１０両側の平面部で全体的に緩衝作用が均一に行われない問題がある。上記のような特性を反映するとき、緩衝パッド１１０の厚さｔは１．５〜２．０ｍｍに設計されることが望ましい。
【００２１】
緩衝パッド１１０は、熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ以上である。ここで、緩衝パッド１１０の熱伝導率が１．５Ｗ／ｍＫ未満であれば、セル１００と面接触している緩衝パッド１１０に大量の熱が蓄積されて、セル１００の性能を著しく低下させる問題が生じる。上述した緩衝パッド１１０の最適面積比率と厚さｔ比率を考慮すれば、緩衝パッド１１０は熱伝導率が１．５〜１．６Ｗ／ｍＫの範囲を満足することが最も望ましい。このとき、緩衝パッド１１０はポリジメチルシロキサン材質からなることが望ましい。
【００２２】
また、緩衝パッド１１０がセル１００とセル１００との間に介在されて両面に高温の熱が加えられる使用環境を考慮すれば、緩衝パッド１１０はＵＬ９４ Ｖ−１以上等級の不（難）燃性素材であって、且つ、１０ｋＶ／ｍｍ以上の絶縁性素材からなり、ストレイン２０〜６０％の区間でＣＦＤが２０〜１００ｋＰａであることが望ましい。
【００２３】
以上のような構成を有する本発明の望ましい実施例によるセルアセンブリは、セル１００の全体平面部分と一括的に面接触状態を維持する緩衝パッド１１０によって、セル１００から発生する体積膨張に対する吸収機能と共に、セル１００から発生する熱の外部伝達機能を果たすことができる。
【００２４】
上述したように本発明によるセルアセンブリは、過充電などによってセル１００に膨れ及び発熱が生じたとき、セル１００同士の間に介在されている緩衝パッド１１０とセル１００とが面接触することで効果的に衝撃が緩和でき、緩衝パッド１１０が少なくともセル１００の平面部の面積以上の面積を有する板状体からなる構造によって、セル１００から発生する熱が速かに緩衝パッド１１０に伝導された後、外部フレーム１２０を通じて循環及び排出可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明を適用する場合、緩衝パッドに対する熱伝導率、絶縁特性、不燃性などの物性が最適化されて、セルから発生した熱によって緩衝パッドが損傷されることなく、安全に外部に熱を循環させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１００  セル
１０１  電極リード
１１０  緩衝パッド
１２０  外部フレーム
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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